亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

改善氧化膜質(zhì)量的超聲elid復(fù)合平面磨削系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):10813961閱讀:381來源:國知局
改善氧化膜質(zhì)量的超聲elid復(fù)合平面磨削系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了改善氧化膜質(zhì)量的超聲ELID復(fù)合平面磨削系統(tǒng),包括機(jī)床主軸系統(tǒng)、線修整裝置、砂輪整形裝置和二維超聲振動(dòng)系統(tǒng);還包括有設(shè)置在機(jī)床主軸上的超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)和設(shè)置在線修整裝置末端的間隙調(diào)整裝置和用于實(shí)時(shí)控制氧化膜狀態(tài)的系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng);超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)中縱扭超聲振動(dòng)變幅器小端設(shè)置有斜槽,且斜槽沿圓周均勻分布,斜槽與主軸軸線夾角為45°。本實(shí)用新型在立式加工中心主軸上加裝超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng),由超聲振動(dòng)無線傳輸系統(tǒng)將超聲能量傳至縱扭超聲振動(dòng)變幅器,其中縱扭超聲振動(dòng)變幅器一端開設(shè)有斜槽,實(shí)現(xiàn)鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪縱向與扭轉(zhuǎn)同時(shí)振動(dòng)。
【專利說明】
改善氧化膜質(zhì)量的超聲ELID復(fù)合平面磨削系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及硬脆材料的高效精密加工技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及改善氧化膜質(zhì)量的超聲ELID復(fù)合平面磨削系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展,材料技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷改進(jìn),陶瓷材料以其優(yōu)異的綜合性能,成為最有發(fā)展前途的硬脆材料之一。然而,由于陶瓷材料的結(jié)合鍵類型通常為離子鍵或共價(jià)鍵,結(jié)合鍵的鍵能較高并具有方向性,并且由于工程陶瓷材料的晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在常溫下很難發(fā)生滑移、位錯(cuò)及塑性變形,使成形后加工成為技術(shù)難題和研究熱點(diǎn)。目前針對(duì)納米復(fù)相陶瓷材料加工,超聲振動(dòng)磨削技術(shù)和在線電解修整技術(shù)應(yīng)用相對(duì)比較廣泛,但將兩者加工方式結(jié)合在一起,共同加工納米復(fù)相陶瓷材料的研究較少。
[0003]目前針對(duì)超聲振動(dòng)磨削的研究,大多局限于一維、二維超聲振動(dòng)磨削,并且一維超聲振動(dòng)主要集中在對(duì)工具頭施加軸向或縱向振動(dòng),二維超聲振動(dòng)主要集中在對(duì)工件施加橢圓振動(dòng)。將工具振動(dòng)與工件振動(dòng)相結(jié)合的多維振動(dòng)形式甚少。
[0004]在線電解修整參與的磨削中,金屬結(jié)合劑砂輪表面的氧化膜的狀態(tài)非常重要,直接影響了被加工表面的表面質(zhì)量,若氧化膜生成速率過慢,氧化膜質(zhì)地較厚且緊實(shí),動(dòng)態(tài)磨削時(shí)磨鈍的金剛石顆粒不能及時(shí)地從金屬基體脫離,會(huì)造成單顆磨粒磨削力增大,從而導(dǎo)致局部過熱,對(duì)被加工表面造成熱損傷。若氧化膜生成速率過快,氧化膜質(zhì)地較厚且松軟,氧化膜對(duì)磨粒的把持力減弱,動(dòng)態(tài)磨削時(shí)在磨削力作用下較容易從砂輪剝落,給砂輪表面造成較大凹坑和裂紋,引起磨削力的變化,磨削過程不穩(wěn)定,降低了被加工表面的表面質(zhì)量,剝落的磨粒和氧化膜會(huì)隨磨削液進(jìn)入磨削區(qū),造成被加工表面的污染,故合理地控制氧化膜狀態(tài)對(duì)復(fù)合磨削加工有重要意義。
[0005]極間間隙一定范圍內(nèi)(0.5mm-1.5mm)的調(diào)整對(duì)氧化膜狀態(tài)變化影響較顯著,故控制極間間隙大小作為一種控制氧化膜狀態(tài)的高效控制策略。
[0006]多傳感器信息融合指協(xié)同使用多種傳感器并將各種傳感信息有效結(jié)合為一體,形成高性能感知系統(tǒng)來獲取對(duì)環(huán)境的一致性描述的過程。任何一種傳感器都有其優(yōu)越性和局限性。但通過采集各種傳感器傳遞的信號(hào),實(shí)現(xiàn)狀態(tài)識(shí)別、判斷及控制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供改善氧化膜質(zhì)量的超聲ELID復(fù)合平面磨削系統(tǒng),能夠?qū)⒊曊駝?dòng)磨削與ELID磨削優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)硬脆材料的高效、鏡面加工。
[0008]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0009]改善氧化膜質(zhì)量的超聲ELID復(fù)合平面磨削系統(tǒng),包括設(shè)置在機(jī)床工作臺(tái)10上的機(jī)床主軸系統(tǒng)1、設(shè)置在機(jī)床主軸1-1兩側(cè)的用于實(shí)現(xiàn)在線電解修整砂輪的在線修整裝置4、用于保證砂輪表面形狀精度的砂輪整形裝置9和用于實(shí)現(xiàn)被加工工件橢圓振動(dòng)的二維超聲振動(dòng)系統(tǒng)3;還包括有設(shè)置在機(jī)床主軸1-1上的超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)3和設(shè)置在線修整裝置4末端的間隙調(diào)整裝置5和用于實(shí)時(shí)控制氧化膜狀態(tài)的系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)6;超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)2包括縱向振動(dòng)超聲振動(dòng)換能器1-7,縱扭超聲振動(dòng)變幅器1-8及鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9,所述縱扭超聲振動(dòng)變幅器小端設(shè)置有斜槽1-10,且斜槽1-10沿圓周均勻分布,斜槽與主軸軸線夾角為45° ;
[0010]所述機(jī)床主軸系統(tǒng)I包括套設(shè)在機(jī)床主軸1-1下端外面的工具頭固定架1-4,機(jī)床主軸1-1的下端部同軸連接有刀柄1-2,刀柄1-2下端與工具頭固定架1-4連接;
[0011]工具頭固定架1-4外圓周套設(shè)有通過緊固螺釘連接的上感應(yīng)盤1-5和下感應(yīng)盤1-6,上感應(yīng)盤1-5通過正負(fù)極導(dǎo)線與多通道超聲波發(fā)生器8相連,上感應(yīng)盤(1-5)外圓周設(shè)有通過緊固螺釘連接的上感應(yīng)盤支撐架1-3,上感應(yīng)盤支撐架1-3通過緊固螺釘與在線修整裝置4連接;
[0012]下感應(yīng)盤1-6下依次設(shè)置有縱向振動(dòng)超聲振動(dòng)換能器1-7,縱扭超聲振動(dòng)變幅器1-8及鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9;所述的縱向振動(dòng)超聲振動(dòng)換能器1-7與縱扭超聲振動(dòng)變幅器1-8通過雙頭螺柱連接上下連接,縱扭超聲振動(dòng)變幅器1-8下端螺紋連接鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9;
[0013]所述二維超聲振動(dòng)系統(tǒng)3包括固定支板2-1,固定支板2-1上設(shè)置有直角載物板2-5,直角載物板2-5兩個(gè)端部分別固定設(shè)置有一個(gè)縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7,一個(gè)變幅器保持架2-3,一個(gè)縱向超聲振動(dòng)換能器2-4;變幅器保持架2-3通過緊固螺釘垂直固定于固定支板2-1,縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7通過法蘭盤及螺釘固定在變幅器保持架2-3上,直角載物板2-5與縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7以雙頭螺柱同軸向連接,縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7與縱向超聲振動(dòng)換能器2-4通過雙頭螺柱相連接;
[0014]所述的間隙調(diào)整裝置5包括通過緊固螺釘水平固定設(shè)置在陰極支撐架4-4末端絕緣板4-5兩側(cè)的高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)5-1和滑動(dòng)摩擦矩形導(dǎo)軌5-2,高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)5-1放置在遠(yuǎn)離鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9的一側(cè),滑動(dòng)摩擦矩形導(dǎo)軌5-2放置在靠近鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9 一側(cè);滑動(dòng)摩擦矩形導(dǎo)軌5-2上滑動(dòng)設(shè)置有塑膠滑臺(tái)5-3,所述的塑膠滑臺(tái)5-3上固定設(shè)置有螺母5-6,高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)5-1的輸出軸固定設(shè)置有與螺母5-6滑動(dòng)配合的滾珠絲杠5-7,激光位移傳感器位于銅電極5-4幾何中心且位置正對(duì)加工中心主軸1-1中心線處設(shè)置的孔洞中;
[0015]所述塑膠滑臺(tái)5-3末端通過緊固螺釘固定塑膠半套5-5和銅電極5-4,保證銅電極5-4母線與鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9軸線的平行度,所述的銅電極5-4幾何形狀為三分之一環(huán)形截面的柱體。所述的銅電極5-4幾何中心且位置正對(duì)加工中心主軸1-1中心線處設(shè)置有孔洞,孔洞用于放置激光位移傳感器和可視傳感器;
[0016]所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)6包括分別用于搜集動(dòng)態(tài)磨削過程中回路中電流和電壓實(shí)時(shí)變化值的霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器,用于測(cè)量動(dòng)態(tài)磨削過程中三向磨削力實(shí)時(shí)變化的Kislter三向測(cè)力儀12,用于測(cè)量鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9與銅電極5-4間距的激光位移傳感器,用于采集氧化膜表面實(shí)時(shí)形貌特征的可視傳感器,A/D模數(shù)轉(zhuǎn)化器,基于PLC的模糊控制器和D/A數(shù)模轉(zhuǎn)化器;所述的霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器,Kislter三向測(cè)力儀12,激光位移傳感器和可視傳感器的輸出端通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)化器與基于PLC的模糊控制器輸入端連接,所述的基于PLC的模糊控制器的輸出端通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)化器連接高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)的控制輸入端。
[0017]所述在線修整裝置4包括用銷釘連接的固定套筒4-2和支承軸4-3,固定套筒4-2頂部連接固定式不銹鋼直角彎頭4-1,陽極固定板4-6—端通過兩個(gè)設(shè)置有內(nèi)螺紋的絕緣夾4-7板固定在支承軸4-3上,陽極固定板4-6另一端設(shè)有與ELID專用脈沖電源7正極連接的陽極碳刷4-8,在進(jìn)行在線修整時(shí)陽極碳刷4-8與機(jī)床主軸1-1上的導(dǎo)電體壓接,使鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9帶正電;支承軸4-3末端通過可動(dòng)卡套螺紋連接陰極支撐架4-4。
[0018]所述直角載物板2-5的直角處設(shè)計(jì)為圓角,且將膠粘被加工陶瓷片2-6的平面銑出有階梯臺(tái)2-8。
[0019]本實(shí)用新型在立式加工中心主軸上加裝超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng),由超聲振動(dòng)無線傳輸系統(tǒng)將超聲能量傳至縱扭超聲振動(dòng)變幅器,其中縱扭超聲振動(dòng)變幅器一端開設(shè)有斜槽,實(shí)現(xiàn)鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪縱向與扭轉(zhuǎn)同時(shí)振動(dòng)。進(jìn)一步的,在加工中心工作臺(tái)上設(shè)有二維超聲振動(dòng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工件二維橢圓軌跡振動(dòng)。進(jìn)一步的通過在線修整裝置的陰極中心內(nèi)置位移傳感器和可視傳感器,用于監(jiān)測(cè)砂輪與陰極間距離,及在線磨削過程中氧化膜表面形貌。本實(shí)用新型將多維超聲振動(dòng)磨削技術(shù)與ELID磨削技術(shù)相結(jié)合,以改善砂輪表面氧化膜質(zhì)量為目標(biāo),以實(shí)時(shí)閉環(huán)控制極間間隙為實(shí)施方法,提高了電解修銳質(zhì)量和修銳效率,間接達(dá)到高效精密的加工要求。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理不意圖;
[0021]圖2為本實(shí)用新型所述的超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022]圖3為本實(shí)用新型所述的二維超聲振動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0023]圖4為本實(shí)用新型所述的在線修整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0024]圖5為本實(shí)用新型所述的間隙調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0025]圖6為本實(shí)用新型所述的砂輪整形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0026]圖7為本實(shí)用新型所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)的電路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1、2和3所示,改善氧化膜質(zhì)量的超聲ELID復(fù)合平面磨削系統(tǒng),包括設(shè)置在機(jī)床工作臺(tái)10上的機(jī)床主軸系統(tǒng)1、設(shè)置在機(jī)床主軸1-1兩側(cè)的用于實(shí)現(xiàn)在線電解修整砂輪的在線修整裝置4、用于保證砂輪表面形狀精度的砂輪整形裝置9和用于實(shí)現(xiàn)被加工工件橢圓振動(dòng)的二維超聲振動(dòng)系統(tǒng)3;還包括有設(shè)置在機(jī)床主軸1-1上的超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)2和設(shè)置在線修整裝置4末端的間隙調(diào)整裝置5和用于實(shí)時(shí)控制氧化膜狀態(tài)的系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)6;超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)2包括縱向超聲振動(dòng)換能器1-7,縱扭超聲振動(dòng)變幅器1-8及鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9,其中縱扭超聲振動(dòng)變幅器小端圓周均布斜槽1-10,斜槽與主軸軸線夾角為45°。當(dāng)縱波垂直入射到圓鋼中后,如傳播到有斜槽的空心圓柱傳振桿部分,由于斜槽1-10的存在,導(dǎo)致超聲波傳播過程中介質(zhì)發(fā)生變化,因此超聲縱波會(huì)在斜槽1-10位置發(fā)生波型轉(zhuǎn)換,在斜槽1-10位置上產(chǎn)生反射縱波,反射橫波以及折射縱波。因縱波在空氣中傳播發(fā)生較大的能量損耗,當(dāng)縱波傾斜入射斜槽時(shí),可只考慮反射縱波和反射橫波的影響,而忽略二次折射。反射橫波與桿的軸線成一定角度,可在桿的軸向與徑向上分解出兩個(gè)分量,橫波在徑向上的分量可使傳振桿實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動(dòng),縱波和橫波在軸向的分量使桿作縱向振動(dòng)。同時(shí)斜槽1-10間的寬度也遠(yuǎn)小于超聲波縱波波長,所以反射縱波與反射橫波在斜槽
1-10間產(chǎn)生迭加,迭加后的復(fù)合波傳播至匹配工具頭端產(chǎn)生縱扭復(fù)合振動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9的縱扭復(fù)合振動(dòng)。
[0028]機(jī)床主軸系統(tǒng)I包括套設(shè)在機(jī)床主軸1-1下端外面的上感應(yīng)盤支撐架1-3,機(jī)床主軸1-1的下端部同軸連接有刀柄1-2,刀柄1-2下端與工具頭固定架1-4連接;
[0029]工具頭固定架1-4外圓周套設(shè)有通過緊固螺釘連接的上感應(yīng)盤1-5和下感應(yīng)盤1-6,上感應(yīng)盤1-5通過正負(fù)極導(dǎo)線與多通道超聲波發(fā)生器8相連,上感應(yīng)盤1-5外圓周設(shè)有通過緊固螺釘連接的上感應(yīng)盤支撐架1-3,上感應(yīng)盤支撐架1-3通過緊固螺釘與在線修整裝置4連接;
[0030]下感應(yīng)盤1-6下依次設(shè)置有縱向振動(dòng)超聲振動(dòng)換能器1-7,縱扭超聲振動(dòng)變幅器1-8及鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9;所述的縱向振動(dòng)超聲振動(dòng)換能器1-7與縱扭超聲振動(dòng)變幅器1-8通過雙頭螺柱上下連接,縱扭超聲振動(dòng)變幅器1-8下端螺紋連接鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪 1-9。
[0031]所述二維超聲振動(dòng)系統(tǒng)3包括固定支板2-1,固定支板2-1上設(shè)置有直角載物板2-5,直角載物板2-5兩個(gè)端部分別固定設(shè)置有一個(gè)縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7,一個(gè)變幅器保持架2-3,一個(gè)縱向超聲振動(dòng)換能器2-4;變幅器保持架2-3通過緊固螺釘垂直固定于固定支板
2-1,縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7通過法蘭盤及螺釘固定在變幅器保持架2-3上,直角載物板2-5與縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7以雙頭螺柱2-2同軸向連接,縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7與縱向超聲振動(dòng)換能器2-4同樣通過雙頭螺柱相連接;所述直角載物板2-5的直角處設(shè)計(jì)為圓角,且將膠粘被加工陶瓷片2-6的平面銑出階梯臺(tái)2-8,目的在于保持被加工陶瓷片2-6被加工面與直角載物板2-5幾何中心線保持垂直,且避免在大切深情況下鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9破壞直角載物板。
[0032]如圖5所示,所述的間隙調(diào)整裝置5包括通過絕緣板水平固定設(shè)置在陰極支撐架4-4末端絕緣板4-5兩側(cè)的高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)5-1和滑動(dòng)摩擦矩形導(dǎo)軌5-2,高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)5-1放置在遠(yuǎn)離鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9的一側(cè),滑動(dòng)摩擦矩形導(dǎo)軌5-2放置在靠近鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9 一側(cè);滑動(dòng)摩擦矩形導(dǎo)軌上5-2滑動(dòng)設(shè)置有塑膠滑臺(tái)5-3,所述的塑膠滑臺(tái)5-3上固定設(shè)置有螺母5-6,高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)5-1的輸出軸固定設(shè)置有與螺母5-6滑動(dòng)配合的滾珠絲杠5-7,激光位移傳感器位于銅電極5-4幾何中心且位置正對(duì)加工中心主軸1-1中心線處設(shè)置的孔洞中;
[0033]所述塑膠滑臺(tái)5-3末端通過緊固螺釘固定塑膠半套5-5和銅電極5-4,保證銅電極5-4母線與鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9軸線的平行度,所述的銅電極5-4是幾何形狀為三分之一環(huán)形截面的柱體。所述的銅電極5-4幾何中心位置正對(duì)加工中心主軸中心線處且設(shè)置有孔洞,孔洞用于放置激光位移傳感器和可視傳感器;
[0034]如圖6所示,所述砂輪整形裝置9包括底座3-1,防水電機(jī)3-2,放電銅輪3-3,變頻調(diào)速箱11;底座3-1通過緊固螺釘3-4固定于工作臺(tái)10上,防水電機(jī)3-2固定于底座3-1上,放電銅輪3-3安裝于防水電機(jī)3-2的動(dòng)力輸出軸3-5上,ELID專用脈沖電源7通過變頻調(diào)速箱11連接防水電機(jī)3-2,進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)放電銅輪3-3的速度在0-2800rpm(額定轉(zhuǎn)速)無級(jí)變化。
[0035]如圖4所示,所述在線修整裝置4包括用銷釘連接的固定套筒4-2和支承軸4-3,固定套筒4-2頂部連接固定式不銹鋼直角彎頭4-1,可以將在線修整裝置4通過緊固螺釘固定在上感應(yīng)盤1-3支撐架上,且保證固定套筒4-2及支承軸4-3垂直度。陽極固定板4-6材質(zhì)為絕緣的膠木板,陽極固定板4-6—端通過兩個(gè)設(shè)置有內(nèi)螺紋的絕緣夾板4-7固定在支承軸上4-3,可以靈活調(diào)整陽極固定板4-6豎直及水平距離,且保證陽極碳刷4-8絕緣性。
[0036]陽極固定板4-6另一端設(shè)有與ELID專用脈沖電源7正極連接的陽極碳刷4-8,在進(jìn)行在線修整時(shí),陽極碳刷4-8與機(jī)床主軸1-1上的導(dǎo)電體壓接,使鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9帶正電;支承軸4-3末端通過可動(dòng)卡套螺紋連接陰極支撐架4-4,可以靈活調(diào)整絕緣板4-5豎直方向的位置,陰極支撐架4-4通過緊固螺釘連接絕緣板4-5且保證絕緣板4-5垂直度,絕緣板4-5用于固定間隙調(diào)整裝置5。
[0037]所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)6包括分別用于搜集動(dòng)態(tài)磨削過程中回路中電流和電壓實(shí)時(shí)變化值的霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器,所述的動(dòng)態(tài)磨削過程中回路中電流和電壓實(shí)時(shí)變化值即表征氧化膜厚度及致密性。
[0038]用于測(cè)量動(dòng)態(tài)磨削過程中三向磨削力實(shí)時(shí)變化的Ki s 11 er三向測(cè)力儀12,所述的Kislter三向測(cè)力儀12固定安裝在二維超聲振動(dòng)系統(tǒng)3的固定支板2-1下方,其測(cè)得的信號(hào)通過電荷放大器發(fā)送到數(shù)據(jù)采集卡,再由數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送到基于PLC的模糊控制器,即可以表征氧化膜的強(qiáng)度大小。所述的數(shù)據(jù)采集卡可以為集成的,也可以為硬件實(shí)體的,進(jìn)而可以表征氧化膜的強(qiáng)度大小。
[0039]用于測(cè)量鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9與銅電極5-4間距的激光位移傳感器,用于采集氧化膜表面實(shí)時(shí)形貌特征的可視傳感器,A/D模數(shù)轉(zhuǎn)化器,基于PLC的模糊控制器和D/A數(shù)模轉(zhuǎn)化器;所述的霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器,Ki s I ter三向測(cè)力儀12,激光位移傳感器和可視傳感器的輸出端通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)化器與基于PLC的模糊控制器輸入端連接,所述的基于PLC的模糊控制器的輸出端通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)化器連接高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)的控制輸入端。
[0040]通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)化器將位移信號(hào)、圖像信號(hào)、電流信號(hào)、電壓信號(hào)及力信號(hào)轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)。將數(shù)字信號(hào)導(dǎo)入基于PLC的模糊控制器,依次經(jīng)過模糊化處理,模糊推理決策,去模糊化處理,最后通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)化器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為位移信號(hào)輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu),控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)即所述的高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)5-1,實(shí)現(xiàn)極間間隙調(diào)控。所述調(diào)控后極間間隙距離與實(shí)時(shí)狀態(tài)下的其余信號(hào)一起作為新的輸入量由位移傳感器反饋到PLC的模糊控制器,從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線閉環(huán)控制。
[0041]所述的加工中心主軸1-1方向設(shè)有超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)2,即通過在圓環(huán)傳振桿上加開沿軸向均布斜槽1-10的方法來實(shí)現(xiàn)縱-扭復(fù)合振動(dòng)實(shí)施于鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9,其中,斜槽1-10與主軸軸線夾角為45°。
[0042]工作臺(tái)方向設(shè)有二維超聲振動(dòng)系統(tǒng)3,振動(dòng)實(shí)施于被加工陶瓷片2-6。
[0043]所述二維超聲振動(dòng)系統(tǒng)3包括固定支板2-1,固定支板2-1上設(shè)置有直角載物板2-5,直角載物板2-5兩個(gè)端部分別固定設(shè)置有一個(gè)縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7,一個(gè)變幅器保持架2-3,一個(gè)縱向超聲振動(dòng)換能器2-4;變幅器保持架2-3通過緊固螺釘垂直固定于固定支板
2-1,縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7通過法蘭盤及螺釘固定在變幅器保持架2-3上,直角載物板2-5與縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7以雙頭螺柱2-2同軸向連接,縱向超聲振動(dòng)變幅器2-7與縱向超聲振動(dòng)換能器2-4通過雙頭螺柱相連接。
[0044]所述縱扭超聲振動(dòng)ELID復(fù)合預(yù)修銳階段,超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)2與在線修整裝置4同時(shí)工作,與傳統(tǒng)ELID預(yù)修銳相比較,復(fù)合電解預(yù)修銳中鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9不斷做縱向及扭轉(zhuǎn)振動(dòng),提高了電解傳質(zhì)效率,砂輪表面離子濃度得到顯著改善,因而氧化膜分布更均勻、致密,為下一步多維超聲振動(dòng)ELID復(fù)合平面動(dòng)態(tài)磨削階段做好準(zhǔn)備。
[0045]高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)5-1通過螺釘固定于豎直絕緣板4-5上,其轉(zhuǎn)軸平行于機(jī)床工作臺(tái)10,作為滾珠絲杠5-7的螺桿。滑動(dòng)摩擦矩形導(dǎo)軌5-2固定于豎直絕緣板4-5上,平行于機(jī)床工作臺(tái)10,其中心線與高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)5-1中心線重合。滾珠絲杠5-7的螺母5-6固定于塑膠滑臺(tái)5-3上,塑膠滑臺(tái)5-3末端固定銅電極5-4,為三分之一環(huán)形截面的柱體。
[0046]本實(shí)用新型在ELID專用脈沖電源7正極通過固定電刷與鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9相連接,ELID專用脈沖電源7負(fù)極連接銅電極5-4,進(jìn)行縱扭超聲振動(dòng)ELID復(fù)合預(yù)修銳時(shí),開啟多通道超聲波發(fā)生器8的縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)I通道、ELID專用脈沖電源7及磨削液開關(guān)。
[0047]進(jìn)行多維超聲振動(dòng)ELID復(fù)合動(dòng)態(tài)磨削時(shí),開啟多通道超聲波發(fā)生器8三個(gè)通道、ELID專用脈沖電源7及磨削液開關(guān)。ELID專用脈沖電源7正極接鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9,負(fù)極接銅電極5-4,通磨削液,形成電流回路。據(jù)電化學(xué)原理,鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9外層金屬結(jié)合劑作為陽極被電解,使鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9中的磨粒露出表面,形成一定的磨粒高度和容肩空間。同時(shí),在鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9表面逐漸形成一層氧化膜,阻止電解過程的繼續(xù)進(jìn)行,使鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9不會(huì)過快損耗。
[0048]當(dāng)鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9表面的磨粒磨損后,氧化膜被工件材料刮擦去除,電解繼續(xù)進(jìn)行,可對(duì)鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9表面進(jìn)一步修整,氧化膜在多維超聲振動(dòng)ELID復(fù)合動(dòng)態(tài)磨削階段中呈動(dòng)態(tài)變化。進(jìn)行多維超聲振動(dòng)停電光磨時(shí),開啟多通道超聲波發(fā)生器8三個(gè)通道,利用鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪1-9表面氧化膜的拋光性能對(duì)被加工陶瓷片2-6進(jìn)行拋光,提高被加工陶瓷片2-6的表面質(zhì)量。
[0049]以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案,盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的任何修改或局部替換,其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.改善氧化膜質(zhì)量的超聲ELID復(fù)合平面磨削系統(tǒng),包括設(shè)置在機(jī)床工作臺(tái)(10)上的機(jī)床主軸系統(tǒng)(I)、設(shè)置在機(jī)床主軸(1-1)兩側(cè)的用于實(shí)現(xiàn)在線電解修整砂輪的在線修整裝置(4)、用于保證砂輪表面形狀精度的砂輪整形裝置(9)和用于實(shí)現(xiàn)被加工工件橢圓振動(dòng)的二維超聲振動(dòng)系統(tǒng)(3);其特征在于:還包括有設(shè)置在機(jī)床主軸(1-1)上的超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)(3)和設(shè)置在線修整裝置(4)末端的間隙調(diào)整裝置(5)和用于實(shí)時(shí)控制氧化膜狀態(tài)的系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)(6);超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)(2)包括縱向振動(dòng)超聲振動(dòng)換能器(1-7),縱扭超聲振動(dòng)變幅器(1-8)及鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪(1-9),所述縱扭超聲振動(dòng)變幅器小端設(shè)置有斜槽(1-10),且斜槽(1-10)沿圓周均勻分布,斜槽與主軸軸線夾角為45° ; 所述機(jī)床主軸系統(tǒng)(I)包括套設(shè)在機(jī)床主軸(1-1)下端外面的工具頭固定架(1-4),機(jī)床主軸(1-1)的下端部同軸連接有刀柄(1-2),刀柄(1-2)下端與工具頭固定架(1-4)連接;工具頭固定架(1-4)外圓周套設(shè)有通過緊固螺釘連接的上感應(yīng)盤(1-5)和下感應(yīng)盤(1-6),上感應(yīng)盤(1-5)通過正負(fù)極導(dǎo)線與多通道超聲波發(fā)生器(8)相連,上感應(yīng)盤(1-5)外圓周設(shè)有通過緊固螺釘連接的上感應(yīng)盤支撐架(1-3),上感應(yīng)盤支撐架(1-3)通過緊固螺釘與在線修整裝置(4)連接; 下感應(yīng)盤(1-6)下依次設(shè)置有縱向振動(dòng)超聲振動(dòng)換能器(1-7),縱扭超聲振動(dòng)變幅器(1-8)及鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪(1-9);所述的縱向振動(dòng)超聲振動(dòng)換能器(1-7)與縱扭超聲振動(dòng)變幅器(1-8)通過雙頭螺柱連接上下連接,縱扭超聲振動(dòng)變幅器(1-8)下端螺紋連接鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪(1-9); 所述二維超聲振動(dòng)系統(tǒng)(3)包括固定支板(2-1),固定支板(2-1)上設(shè)置有直角載物板(2-5),直角載物板(2-5)兩個(gè)端部分別固定設(shè)置有一個(gè)縱向超聲振動(dòng)變幅器(2-7),一個(gè)變幅器保持架(2-3),一個(gè)縱向超聲振動(dòng)換能器(2-4);變幅器保持架(2-3)通過緊固螺釘垂直固定于固定支板(2-1),縱向超聲振動(dòng)變幅器(2-7)通過法蘭盤及螺釘固定在變幅器保持架(2-3)上,直角載物板(2-5)與縱向超聲振動(dòng)變幅器(2-7)以雙頭螺柱同軸向連接,縱向超聲振動(dòng)變幅器(2-7)與縱向超聲振動(dòng)換能器(2-4)通過雙頭螺柱相連接; 所述的間隙調(diào)整裝置(5)包括通過緊固螺釘水平固定設(shè)置在陰極支撐架(4-4)末端絕緣板(4-5)兩側(cè)的高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)(5-1)和滑動(dòng)摩擦矩形導(dǎo)軌(5-2),高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)(5-1)放置在遠(yuǎn)離鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪(1-9)的一側(cè),滑動(dòng)摩擦矩形導(dǎo)軌(5-2)放置在靠近鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪(1-9) 一側(cè);滑動(dòng)摩擦矩形導(dǎo)軌(5-2)上滑動(dòng)設(shè)置有塑膠滑臺(tái)(5-3),所述的塑膠滑臺(tái)(5-3)上固定設(shè)置有螺母(5-6),高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)(5-1)的輸出軸固定設(shè)置有與螺母(5-6)滑動(dòng)配合的滾珠絲杠(5-7),激光位移傳感器位于銅電極(5-4)幾何中心且位置正對(duì)加工中心主軸(1-1)中心線處設(shè)置的孔洞中; 所述塑膠滑臺(tái)(5-3)末端通過緊固螺釘固定塑膠半套(5-5)和銅電極(5-4),保證銅電極(5-4)母線與鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪(1-9)軸線的平行度,所述的銅電極(5-4)幾何形狀為三分之一環(huán)形截面的柱體; 所述的銅電極(5-4)幾何中心且位置正對(duì)加工中心主軸(1-1)中心線處設(shè)置有孔洞,孔洞用于放置激光位移傳感器和可視傳感器; 所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)(6)包括分別用于搜集動(dòng)態(tài)磨削過程中回路中電流和電壓實(shí)時(shí)變化值的霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器,用于測(cè)量動(dòng)態(tài)磨削過程中三向磨削力實(shí)時(shí)變化的Kislter三向測(cè)力儀(12),用于測(cè)量鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪(1-9)與銅電極(5-4)間距的激光位移傳感器,用于采集氧化膜表面實(shí)時(shí)形貌特征的可視傳感器,A/D模數(shù)轉(zhuǎn)化器,基于PLC的模糊控制器和D/A數(shù)模轉(zhuǎn)化器;所述的霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器,Ki s I ter三向測(cè)力儀(12),激光位移傳感器和可視傳感器的輸出端通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)化器與基于PLC的模糊控制器輸入端連接,所述的基于PLC的模糊控制器的輸出端通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)化器連接高分辨率混合式步進(jìn)電機(jī)的控制輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善氧化膜質(zhì)量的超聲ELID復(fù)合平面磨削系統(tǒng),其特征在于:所述在線修整裝置(4)包括用銷釘連接的固定套筒(4-2)和支承軸(4-3),固定套筒(4-2)頂部連接固定式不銹鋼直角彎頭(4-1),陽極固定板(4-6)—端通過兩個(gè)設(shè)置有內(nèi)螺紋的絕緣夾(4-7)板固定在支承軸(4-3)上,陽極固定板(4-6)另一端設(shè)有與ELID專用脈沖電源(7)正極連接的陽極碳刷(4-8),在進(jìn)行在線修整時(shí)陽極碳刷(4-8)與機(jī)床主軸(1-1)上的導(dǎo)電體壓接,使鑄鐵結(jié)合劑金剛石砂輪(1-9)帶正電;支承軸(4-3)末端通過可動(dòng)卡套螺紋連接陰極支撐架(4-4)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改善氧化膜質(zhì)量的超聲ELID復(fù)合平面磨削系統(tǒng),其特征在于:所述直角載物板(2-5)的直角處設(shè)計(jì)為圓角,且將膠粘被加工陶瓷片(2-6)的平面銑出有階梯臺(tái)(2-8)。
【文檔編號(hào)】B24B7/22GK205497131SQ201620173551
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月8日
【發(fā)明人】賈曉鳳, 趙波, 卞平艷, 張存鷹, 王曉博, 陳凡, 牛贏
【申請(qǐng)人】河南理工大學(xué)
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1